(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板、この基板上に配置された絶縁層、この絶縁層に配置された第１半導体層を含む固定電極を有する機械構造を持つ電気機械装置の製造方法において、
前記第１半導体層の第１部分を除去する工程と、
前記絶縁層の第１部分を除去することによって前記基板の一部を露呈し、アンカー開口部を形成する工程と、
前記アンカー開口部にアンカー材料を付着する工程と、
第２半導体層を前記アンカー材料上及び前記第１半導体層の一部に付着する工程と、
前記アンカー材料に付着した少なくとも前記第２半導体層から、前記アンカー材料を介して前記基板に取り付けられた固定電極を形成する工程と
を含む、方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、前記アンカー材料は、シリコンナイトライド、シリコンカーバイド、ゲルマニウム、シリコン／ゲルマニウム、又はガリウム砒素を含む、方法。
【請求項３】
基板、この基板上に配置された絶縁層、この絶縁層に配置された第１半導体層を含む固定電極を有する機械構造を持つ電気機械装置の製造方法において、
前記第１半導体層の第１部分を除去する工程と、
前記絶縁層の第１部分を除去することによって前記基板の一部を露呈し、アンカー開口部を形成する工程と、
前記アンカー開口部にアンカー材料を付着する工程と、
第２半導体層を前記アンカー材料上に付着する工程と、
前記アンカー材料に付着した少なくとも前記第２半導体層から、固定電極を形成する工程と、を含み、
前記固定電極は前記アンカー材料を介して前記基板に取り付けられ、
前記第２半導体層は、当初は前記半導体材料の単一の連続層として付着され、
前記機械構造は、前記固定電極と並置された可動電極を更に含み、
前記方法は、前記可動電極を形成する工程を更に含み、
前記可動電極を形成する工程は、
前記第２半導体層の第１及び第２の部分を除去することによって、前記第２半導体層の第３の部分がトレンチの間に残るように、取り除かれた前記第１の部分及び第２の部分の位置に前記トレンチを形成する工程と、
前記第２半導体層の前記第３の部分の下側の前記絶縁層を除去することによって、前記第２半導体層の前記第３部分を解放して前記可動電極を形成する工程とを含み、
前記アンカー材料は、前記第２半導体層の前記第３部分の解放時に除去されない、方法。
【請求項４】
請求項３に記載の方法において、前記絶縁層はシリコン酸化物を含み、前記アンカー材料はシリコン、シリコンナイトライド、シリコンカーバイド、ゲルマニウム、シリコン／ゲルマニウム、又はガリウム砒素を含む、方法。
【請求項５】
請求項３に記載の方法において、前記絶縁層はシリコン酸化物を含み、前記アンカー材料はシリコン、シリコンナイトライド、シリコンカーバイド、ゲルマニウム、シリコン／ゲルマニウム、又はガリウム砒素を含む、方法。
【請求項６】
請求項３に記載の方法において、前記絶縁層はシリコンナイトライドを含み、前記アンカー材料はシリコン、シリコン酸化物、シリコンカーバイド、ゲルマニウム、シリコン／ゲルマニウム、又はガリウム砒素を含む、方法。
【請求項７】
請求項１に記載の方法において、前記固定電極は、更に、前記第１半導体層の部分を含む、方法。
【請求項８】
請求項７に記載の方法において、前記アンカー材料上の前記固定電極の大部分が単晶シリコンである、方法。
【請求項９】
請求項７に記載の方法において、前記アンカー材料上の前記固定電極の大部分が多晶質シリコンである、方法。
【請求項１０】
チャンバ（５２，６０）内に固定電極（２０ａ−ｃ）及び可動電極（２０ａ−ｃ）を有する機械構造（１２）を持つＭＥＭＳ装置の製造方法であって、前記ＭＥＭＳ装置は、基板（１４）と、前記基板（１４）上に配置された絶縁層（４０）と、この絶縁層（４０）に配置された第１半導体層（４２）とを備えた製造方法において、
前記第１半導体層（４２）及び前記絶縁層（４０）の部分を除去し、これによって前記基板（１４）の一部を露呈し、アンカー開口部（４４ａ−ｃ）を形成する工程と、
アンカー材料を前記アンカー開口部（４４ａ−ｃ）に付着する工程と、
第２半導体層（４８）を前記アンカー材料（３０ａ−ｃ）及び前記第１半導体層（４２）に付着する工程であって、前記アンカー材料（３０ａ−ｃ）は前記第１半導体層（４２）上の前記第２半導体層（４８）の領域に延びるものであり、
前記第１及び第２半導体層（４２，４８）をエッチングし、前記第１及び第２半導体層（４２，４８）から固定電極（２０ａ−ｃ）及び可動電極（２２ａ−ｃ）を形成する工程であって、前記固定電極（２０ａ−ｃ）は、前記アンカー材料（３０ａ−ｃ）に付着した前記第２半導体層（４８）の少なくとも一部を含み、前記基板（１４）にアンカー材料（３０ａ−ｃ）を介して取り付けられる、工程と、
前記チャンバ（５２，６０）を形成するために前記固定電極（２０ａ−ｃ）及び可動電極（２２ａ−ｃ）に犠牲層（６４）を付着する工程と、
第１封入層（５６）を前記犠牲層（６４）に付着する工程と、
前記第１封入層（５６）に少なくとも一つのベント（６６）を形成する工程と、
前記可動電極（２２ａ−ｃ）の下の前記絶縁層（４０）を除去することによって前記可動電極（２２ａ−ｃ）を解放する工程であって、前記アンカー材料（３０ａ−ｃ）は、可動電極（２２ａ−ｃ）の解放時に除去されない、工程と、
半導体である第２封入層（５８）をベント（６６）上又は内に付着し、前記チャンバ（５２，６０）をシールする工程とを含む、方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の方法において、前記第１封入層（５６）は、多晶質シリコン、非晶質シリコン、シリコンカーバイド、シリコン／ゲルマニウム、ゲルマニウム、又はガリウム砒素を含む、方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の方法において、前記第２封入層（５８）は、多晶質シリコン、多孔質多晶質シリコン、非晶質シリコン、シリコンカーバイド、シリコン／ゲルマニウム、ゲルマニウム、又はガリウム砒素を含む、方法。
【請求項１３】
請求項１０に記載の方法において、前記絶縁層（４０）は、シリコン酸化物を含み、前記アンカー材料（３０ａ−ｃ）は、シリコンナイトライド、シリコンカーバイド、ゲルマニウム、シリコン／ゲルマニウム、又はガリウム砒素を含む、方法。
【請求項１４】
請求項１０に記載の方法において、前記絶縁層（４０）及び犠牲層（６４）は、シリコン酸化物を含み、前記アンカー材料（３０ａ−ｃ）は、シリコン、シリコンカーバイド、ゲルマニウム、シリコン／ゲルマニウム、又はガリウム砒素を含む、方法。
【請求項１５】
請求項１０に記載の方法において、前記絶縁層（４０）はシリコンナイトライドを含み、
前記アンカー材料（３０ａ−ｃ）は、シリコン、シリコン酸化物、シリコンカーバイド、ゲルマニウム、シリコン／ゲルマニウム、又はガリウム砒素を含む、方法。
【請求項１６】
請求項１０に記載の方法において、前記アンカー材料（３０ａ−ｃ）と重なった前記固定電極（２０ａ−ｃ）の大部分が単晶シリコンである、方法。
【請求項１７】
請求項１０に記載の方法において、前記アンカー材料（３０ａ−ｃ）と重なった前記固定電極（２０ａ−ｃ）の大部分が多晶質シリコンである、方法。
【請求項１８】
コンタクト（２８）及び機械構造（１２）を持つＭＥＭＳ装置の製造方法であって、前記機械構造（１２）はチャンバ（５２，６０）内に固定電極（２０ａ−ｃ）及び可動電極（２２ａ−ｃ）を含み、前記ＭＥＭＳ装置は、基板（１４）、この基板（１４）上に配置された絶縁層（４０）、この絶縁層（４０）に配置された第１半導体層（４２）を含み、前記固定電極（２０ａ−ｃ）は前記基板（１４）にアンカー材料（３０ａ−ｃ）を介して取り付けられている、ＭＥＭＳ装置の製造方法において、
前記第１半導体層（４２）及び前記絶縁層（４０）の部分を除去し、これによって前記基板（１４）の一部を露呈し、アンカー開口部（４４ａ−ｃ）を形成する工程と、
アンカー材料（３０ａ−ｃ）を前記アンカー開口部（４４ａ−ｃ）に付着する工程と、
第２半導体層（４８）を前記アンカー材料（３０ａ−ｃ）及び前記第１半導体層（４２）上に付着する工程であって、前記アンカー材料（３０ａ−ｃ）は前記第１半導体層（４２）上の前記第２半導体層（４８）の領域に延びるものであり、
前記第１及び第２半導体層（４２，４８）をエッチングすることにより前記第１及び第２半導体層（４２，４８）から固定電極（２０ａ−ｃ）及び可動電極（２２ａ−ｃ）を形成する工程であって、前記固定電極（２０ａ−ｃ）は、前記アンカー材料（３０ａ−ｃ）上に配置された前記第２半導体層（４８）の少なくとも一部を含み、前記固定電極（２０ａ−ｃ）は、前記基板（１４）に前記アンカー材料（３０ａ−ｃ）を介して取り付けられている工程と、
前記チャンバ（５２，６０）を形成するために犠牲層（６４）を前記固定電極（２０ａ−ｃ）及び前記可動電極（２２ａ−ｃ）上に付着する工程と、
第１封入層（５６）を前記犠牲層（６４）上に付着する工程と、
前記第１封入層（５６）に少なくとも一つのベント（６６）を形成する工程と、
前記可動電極（２２ａ−ｃ）の下側の前記絶縁層（４０）を除去することによって前記可動電極（２２ａ−ｃ）を解放する工程であって、前記可動電極（２２ａ−ｃ）を解放するとき、前記アンカー材料（３０ａ−ｃ）は除去されない工程と、
前記ベント（６６）上に又はその中に半導体である第２封入層（５８）を付着し、前記チャンバ（５２，６０）をシールする工程と、
前記コンタクト（２８）の少なくとも一部の周囲にトレンチを形成する工程であって、
前記コンタクト（２８）及び前記トレンチ（５０ａ−ｇ，７０ａ−ｂ，８６）は前記チャンバ（５２，６０）の外側に配置される工程と、
第１材料を前記トレンチ（５０ａ−ｇ，７０ａ−ｂ，８６）に付着し、前記コンタクト（２８）を電気的に絶縁する工程と
を含む、方法。
【請求項１９】
請求項１８に記載の方法において、前記第１封入層（５６）は多晶質シリコン、非晶質シリコン、シリコンカーバイド、シリコン／ゲルマニウム、ゲルマニウム、又はガリウム砒素を含む、方法。
【請求項２０】
請求項１８に記載の方法において、前記第１材料は、二酸化シリコン又はシリコンナイトライドである、方法。
【請求項２１】
請求項１８に記載の方法において、前記第２封入層（５８）は、多晶質シリコン、多孔質多晶質シリコン、非晶質シリコン、シリコンカーバイド、シリコン／ゲルマニウム、ゲルマニウム、又はガリウム砒素を含む、方法。
【請求項２２】
請求項１８に記載の方法において、前記トレンチ（５０ａ−ｇ，７０ａ−ｂ，８６）は前記コンタクト（２８）を取り囲み、前記コンタクト（２８）を電気的に絶縁する、方法。
【請求項２３】
請求項１８に記載の方法において、前記第１材料を付着した後、前記トレンチ（５０ａ−ｇ，７０ａ−ｂ，８６）に半導体を付着する工程を更に含み、前記第１材料は前記トレンチ（５０ａ−ｇ，７０ａ−ｂ，８６）の前記外面に付着される、方法。
【請求項２４】
請求項２３に記載の方法において、前記トレンチ（５０ａ−ｇ，７０ａ−ｂ，８６）の露呈面を平坦化する工程を更に含む、方法。
【請求項２５】
請求項１８に記載の方法において、
絶縁層（４０）を前記トレンチ（５０ａ−ｇ，７０ａ−ｂ，８６）の少なくとも一部に付着する工程、
高導電性材料を前記コンタクト（２８）に及び前記絶縁層（４０）上に付着し、絶縁コンタクト（２８）への電気的接続を提供する、方法。
【請求項２６】
請求項１８に記載の方法において、前記絶縁層（４０）は、シリコン酸化物を含み、前記アンカー材料（３０ａ−ｃ）は、シリコンナイトライド、シリコンカーバイド、ゲルマニウム、シリコン／ゲルマニウム、又はガリウム砒素を含む、方法。
【請求項２７】
請求項１８に記載の方法において、前記絶縁層（４０）及び犠牲層（６４）はシリコン酸化物を含み、前記アンカー材料（３０ａ−ｃ）は、シリコン、シリコンカーバイド、ゲルマニウム、シリコン／ゲルマニウム、又はガリウム砒素を含む、方法。
【請求項２８】
請求項２７に記載の方法において、前記トレンチ（５０ａ−ｇ，７０ａ−ｂ，８６）は前記コンタクト（２８）を取り囲む、方法。
【請求項２９】
請求項１８に記載の方法において、前記絶縁層（４０）はシリコンナイトライドを含み、前記アンカー材料（３０ａ−ｃ）は、シリコン、シリコン酸化物、シリコンカーバイド、ゲルマニウム、シリコン／ゲルマニウム、又はガリウム砒素を含む、方法。
【請求項３０】
請求項１８に記載の方法において、前記アンカー材料（３０ａ−ｃ）と重なった前記固定電極（２０ａ−ｃ）の大部分が単晶シリコンである、方法。
【請求項３１】
請求項１８に記載の方法において、前記アンカー材料（３０ａ−ｃ）と重なった前記固定電極（２０ａ−ｃ）の大部分が多晶質シリコンである、方法。
【請求項３２】
ＭＥＭＳ装置において、
基板（１４）と、
前記基板（１４）に配置された絶縁層（４０）と、
前記絶縁層（４０）に配置された第１半導体層（４２）と、
前記絶縁層（４０）及び前記第１半導体層（４２）の開口部に配置され且つ前記基板（１４）と接触したアンカー（３０ａ−ｃ）であって、前記絶縁層（４０）と異なる材料を含むアンカー（３０ａ−ｃ）と、
前記アンカー（３０ａ−ｃ）に配置された第２半導体層（４８）であって、前記アンカー（３０ａ−ｃ）は前記第１半導体層（４２）上の前記第２半導体層（４８）の領域に延びるものであり、
部分的に前記第２半導体層（４８）から形成された、前記アンカー（３０ａ−ｃ）によって前記基板（１４）に取り付けられた固定電極（２０ａ−ｃ）と、
少なくとも一つのベント（６６）を持つ第１封入層（５６）を含むチャンバ（５２，６０）と、
前記チャンバ（５２，６０）内に配置されており且つ前記固定電極（２０ａ−ｃ）と並置された可動電極（２２ａ−ｃ）と、
前記ベント（６６）上に又はその中に配置され、これにより前記チャンバ（５２，６０）をシールする、半導体を含む第２封入層（５８）とを備え、
前記可動電極（２２ａ−ｃ）は部分的に前記第２半導体層（４８）から形成される、装置。
【請求項３３】
請求項３２に記載の装置において、前記アンカー（３０ａ−ｃ）は、シリコンナイトライド、シリコンカーバイド、ゲルマニウム、シリコン／ゲルマニウム、又はガリウム砒素を含む、装置。
【請求項３４】
請求項３２に記載の装置において、前記絶縁層（４０）はシリコンナイトライド又はシリコン酸化物を含む、装置。
【請求項３５】
請求項３２に記載の装置において、前記絶縁層（４０）は、シリコン酸化物を含み、前記アンカー材料（３０ａ−ｃ）は、シリコンナイトライド、シリコンカーバイド、ゲルマニウム、シリコン／ゲルマニウム、又はガリウム砒素を含む、装置。
【請求項３６】
請求項３２に記載の装置において、前記絶縁層（４０）は、シリコン酸化物を含み、前記アンカー材料（３０ａ−ｃ）は、シリコン、シリコンカーバイド、ゲルマニウム、シリコン／ゲルマニウム、又はガリウム砒素を含む、装置。
【請求項３７】
請求項３２に記載の装置において、前記絶縁層（４０）は、シリコンナイトライドを含み、前記アンカー材料（３０ａ−ｃ）は、シリコン、シリコン酸化物、シリコンカーバイド、ゲルマニウム、シリコン／ゲルマニウム、又はガリウム砒素を含む、装置。
【請求項３８】
請求項３２に記載の装置において、前記アンカー材料（３０ａ−ｃ）と重なった前記固定電極（２０ａ−ｃ）の大部分が単晶シリコンである、装置。
【請求項３９】
ＭＥＭＳ装置において、
基板（１４）と、
前記基板（１４）に配置された絶縁層（４０）と、
前記絶縁層（４０）に配置された第１半導体層（４２）と、
前記絶縁層（４０）及び前記第１半導体層（４２）の開口部に配置され且つ前記基板（１４）と接触したアンカー（３０ａ−ｃ）であって、前記絶縁層（４０）と異なる材料を含むアンカー（３０ａ−ｃ）と、
前記アンカー（３０ａ−ｃ）に配置された第２半導体層（４８）であって、前記アンカー（３０ａ−ｃ）は前記第１半導体層（４２）上の前記第２半導体層（４８）の領域に延びるものであり、
部分的に前記第２半導体層（４８）から形成された、前記アンカー（３０ａ−ｃ）によって前記基板（１４）に取り付けられた固定電極（２０ａ−ｃ）と、
少なくとも一つのベント（６６）を持つ第１封入層（５６）を含むチャンバ（５２，６０）と、
前記チャンバ（５２，６０）内に配置されており且つ前記固定電極（２０ａ−ｃ）と並置された可動電極（２２ａ−ｃ）と、
前記ベント（６６）上に又はその中に配置され、これにより前記チャンバ（５２，６０）をシールする、半導体を含む第２封入層（５８）とを備え、
前記アンカー材料（３０ａ−ｃ）と重なった前記固定電極（２０ａ−ｃ）の部分が多晶質シリコンを含む、装置。
【請求項４０】
ＭＥＭＳ装置において、
基板（１４）と、
前記基板（１４）に配置された絶縁層（４０）と、
前記絶縁層（４０）に配置された第１半導体層（４２）と、
前記絶縁層（４０）及び前記第１半導体層（４２）の開口部に配置され且つ前記基板（１４）と接触したアンカー（３０ａ−ｃ）であって、前記絶縁層（４０）と異なる材料を含むアンカー（３０ａ−ｃ）と、
前記アンカー（３０ａ−ｃ）に配置された第２半導体層（４８）であって、前記アンカー（３０ａ−ｃ）は前記第１半導体層（４２）上の前記第２半導体層（４８）の領域に延びるものであり、
部分的に前記第２半導体層（４８）から形成された、前記アンカー（３０ａ−ｃ）によって前記基板（１４）に取り付けられた固定電極（２０ａ−ｃ）と、
少なくとも一つのベント（６６）を持つ第１封入層（５６）を含むチャンバ（５２，６０）と、
前記チャンバ（５２，６０）内に配置されており且つ前記固定電極（２０ａ−ｃ）と並置された可動電極（２２ａ−ｃ）と、
前記ベント（６６）上に又はその中に配置され、これにより前記チャンバ（５２，６０）をシールする、半導体を含む第２封入層（５８）とを備え、
前記第２封入層（５８）は、多晶質シリコン、多孔質多晶質シリコン、非晶質シリコン、シリコンカーバイド、シリコン／ゲルマニウム、ゲルマニウム、又はガリウム砒素を含む、装置。
【請求項４１】
請求項４０に記載の装置において、前記第１封入層（５６）は、多晶質シリコン、多孔質多晶質シリコン、非晶質シリコン、ゲルマニウム、シリコン／ゲルマニウム、ガリウム砒素、シリコンナイトライド、又はシリコンカーバイドを含む、装置。
【請求項４２】
ＭＥＭＳ装置において、
基板（１４）と、
前記基板（１４）に配置された絶縁層（４０）と、
前記絶縁層（４０）に配置された第１半導体層（４２）と、
前記絶縁層（４０）及び前記第１半導体層（４２）の開口部に配置され且つ前記基板（１４）と接触したアンカー（３０ａ−ｃ）であって、前記絶縁層（４０）と異なる材料を含むアンカー（３０ａ−ｃ）と、
前記アンカー（３０ａ−ｃ）に配置された第２半導体層（４８）であって、前記アンカー（３０ａ−ｃ）は前記第１半導体層（４２）上の前記第２半導体層（４８）の領域に延びるものであり、
部分的に前記第２半導体層（４８）から形成された、前記アンカー（３０ａ−ｃ）によって前記基板（１４）に取り付けられた固定電極（２０ａ−ｃ）と、
少なくとも一つのベント（６６）を持つ第１封入層（５６）を含むチャンバ（５２，６０）と、
前記チャンバ（５２，６０）内に配置されており且つ前記固定電極（２０ａ−ｃ）と並置された可動電極（２２ａ−ｃ）と、
前記ベント（６６）上に又はその中に配置され、これにより前記チャンバ（５２，６０）をシールする、半導体を含む第２封入層（５８）とを備え、
前記第１封入層（５６）は、第１の導電性の型を持つ第１領域を提供するために第１不純物でドーピングした半導体であり、
前記第２封入層（５８）の半導体は、第２の導電性の型を持つ第２領域を提供するために第２不純物でドーピングしてあり、前記第１の導電性の型は第２の導電性の型と逆である、装置。
【請求項４３】
ＭＥＭＳ装置において、
基板（１４）と、
前記基板（１４）に配置された絶縁層（４０）と、
前記絶縁層（４０）に配置された第１半導体層（４２）と、
前記絶縁層（４０）及び前記第１半導体層（４２）の開口部に配置され且つ前記基板（１４）と接触したアンカー（３０ａ−ｃ）であって、前記絶縁層（４０）と異なる材料を含むアンカー（３０ａ−ｃ）と、
前記アンカー（３０ａ−ｃ）に配置された第２半導体層（４８）であって、前記アンカー（３０ａ−ｃ）は前記第１半導体層（４２）上の前記第２半導体層（４８）の領域に延びるものであり、
部分的に前記第２半導体層（４８）から形成された、前記アンカー（３０ａ−ｃ）によって前記基板（１４）に取り付けられた固定電極（２０ａ−ｃ）と、
少なくとも一つのベント（６６）を持つ第１封入層（５６）を含むチャンバ（５２，６０）と、
前記チャンバ（５２，６０）内に配置されており且つ前記固定電極（２０ａ−ｃ）と並置された可動電極（２２ａ−ｃ）と、
前記ベント（６６）上に又はその中に配置され、これにより前記チャンバ（５２，６０）をシールする、半導体を含む第２封入層（５８）とを備え、
前記チャンバ（５２，６０）の外側に配置されたコンタクト（２８）を更に含む、装置。
【請求項４４】
ＭＥＭＳ装置において、
基板（１４）と、
前記基板（１４）に配置された絶縁層（４０）と、
前記絶縁層（４０）に配置された第１半導体層（４２）と、
前記絶縁層（４０）及び前記第１半導体層（４２）の開口部に配置され且つ前記基板（１４）と接触したアンカー（３０ａ−ｃ）であって、前記絶縁層（４０）と異なる材料を含むアンカー（３０ａ−ｃ）と、
前記アンカー（３０ａ−ｃ）に配置された第２半導体層（４８）であって、前記アンカー（３０ａ−ｃ）は前記第１半導体層（４２）上の前記第２半導体層（４８）の領域に延びるものであり、
部分的に前記第２半導体層（４８）から形成された、前記アンカー（３０ａ−ｃ）によって前記基板（１４）に取り付けられた固定電極（２０ａ−ｃ）と、
少なくとも一つのベント（６６）を持つ第１封入層（５６）を含むチャンバ（５２，６０）と、
前記チャンバ（５２，６０）内に配置されており且つ前記固定電極（２０ａ−ｃ）と並置された可動電極（２２ａ−ｃ）と、
前記ベント（６６）上に又はその中に配置され、これにより前記チャンバ（５２，６０）をシールする、半導体を含む第２封入層（５８）とを備え、
前記第１封入層（５６）の第１部分は単晶シリコンを含み、第２部分は多晶質シリコンを含む、装置。
【請求項４５】
ＭＥＭＳ装置において、
基板（１４）と、
前記基板（１４）に配置された絶縁層（４０）と、
前記絶縁層（４０）に配置された第１半導体層（４２）と、
前記絶縁層（４０）及び前記第１半導体層（４２）の開口部に配置され且つ前記基板（１４）と接触したアンカー（３０ａ−ｃ）であって、前記絶縁層（４０）と異なる材料を含むアンカー（３０ａ−ｃ）と、
前記アンカー（３０ａ−ｃ）に配置された第２半導体層（４８）であって、前記アンカー（３０ａ−ｃ）は前記第１半導体層（４２）上の前記第２半導体層（４８）の領域に延びるものであり、
部分的に前記第２半導体層（４８）から形成された、前記アンカー（３０ａ−ｃ）によって前記基板（１４）に取り付けられた固定電極（２０ａ−ｃ）と、
少なくとも一つのベント（６６）を持つ第１封入層（５６）を含むチャンバ（５２，６０）と、
前記チャンバ（５２，６０）内に配置されており且つ前記固定電極（２０ａ−ｃ）と並置された可動電極（２２ａ−ｃ）と、
前記ベント（６６）上に又はその中に配置され、これにより前記チャンバ（５２，６０）をシールする、半導体を含む第２封入層（５８）とを備え、
前記第１封入層（５６）の第１部分は単晶シリコンを含み、第２部分は多孔質又は非晶質シリコンを含む、装置。
【請求項４６】
請求項４５に記載の装置において、前記第１封入層（５６）の第２部分と重なった前記第２封入層（５８）は多晶質シリコンである、装置。
【請求項４７】
請求項４６に記載の装置において、前記チャンバ（５２，６０）の外側及び上方に配置されたフィールド領域を含み、このフィールド領域は単晶シリコンを含む、装置。
【請求項４８】
電気機械装置において、
基板（１４）と、
前記基板（１４）に配置された絶縁層（４０）と、
前記絶縁層（４０）に配置された第１半導体層（４２）と、
前記絶縁層（４０）及び前記第１半導体層（４２）の開口部に配置され且つ前記基板（１４）と接触したアンカー（３０ａ−ｃ）であって、前記絶縁層（４０）と異なる材料を含むアンカー（３０ａ−ｃ）と、
前記アンカー（３０ａ−ｃ）に配置された第２半導体層（４８）であって、前記アンカー（３０ａ−ｃ）は前記第１半導体層（４２）上の前記第２半導体層（４８）の領域に延びるものであり、
一部が前記第２半導体層（４８）から形成され、前記アンカー（３０ａ−ｃ）によって前記基板（１４）に取り付けられた固定電極（２０ａ−ｃ）と、
一部が前記第２半導体層（４８）から形成され、少なくとも一つのベント（６６）を持つ第１封入層（５６）を含むチャンバ（５２，６０）に配置された可動電極（２２ａ−ｃ）と、
前記ベント（６６）上に又はその中に配置され、これによって前記チャンバ（５２，６０）をシールする、半導体を含む第２封入層（５８）と、
コンタクト（２８）と
前記コンタクト（２８）の少なくとも一部の周囲に配置されたトレンチ（５０ａ−ｇ，７０ａ−ｂ，８６）と
を備え、
前記コンタクト（２８）及び前記トレンチ（５０ａ−ｇ，７０ａ−ｂ，８６）は、前記チャンバ（５２，６０）の外側に配置され、第１の材料が、前記トレンチ（５０ａ−ｇ，７０ａ−ｂ，８６）は、前記コンタクト（２８）を電気的に絶縁するために前記トレンチ（５０ａ−ｇ，７０ａ−ｂ，８６）内に配置されている電気機械装置。
【請求項４９】
請求項４８に記載の装置において、前記第２封入層（５８）は、多晶質シリコン、多孔質多晶質シリコン、非晶質シリコン、シリコンカーバイド、シリコン／ゲルマニウム、ゲルマニウム、又はガリウム砒素を含む、装置。
【請求項５０】
請求項４９に記載の装置において、前記第１封入層（５６）は、多晶質シリコン、多孔質多晶質シリコン、非晶質シリコン、ゲルマニウム、シリコン／ゲルマニウム、ガリウム砒素、シリコンナイトライド、又はシリコンカーバイドを含む、装置。
【請求項５１】
請求項４８に記載の装置において、前記第１材料は絶縁体であり、少なくとも前記トレンチ（５０ａ−ｇ，７０ａ−ｂ，８６）の外面に配置される、装置。
【請求項５２】
請求項５１に記載の装置において、前記トレンチ（５０ａ−ｇ，７０ａ−ｂ，８６）は前記第１材料によって取り囲まれた第２材料を含み、前記第２材料は半導体である、装置。
【請求項５３】
請求項５１に記載の装置において、前記トレンチ（５０ａ−ｇ，７０ａ−ｂ，８６）はエッチストップ領域に配置される、装置。
【請求項５４】
請求項５３に記載の装置において、前記エッチストップ領域はシリコンナイトライド又は二酸化シリコンである、装置。
【請求項５５】
請求項５１に記載の装置において、前記第１材料はシリコンナイトライド又は二酸化シリコンである、装置。
【請求項５６】
請求項５１に記載の装置において、前記トレンチ（５０ａ−ｇ，７０ａ−ｂ，８６）は前記コンタクト（２８）を取り囲む、装置。
【請求項５７】
請求項４８に記載の装置において、前記アンカー（３０ａ−ｃ）は、シリコンナイトライド、シリコンカーバイド、ゲルマニウム、シリコン／ゲルマニウム、又はガリウム砒素を含む、装置。
【請求項５８】
請求項４８に記載の装置において、前記絶縁層（４０）はシリコンナイトライド又はシリコン酸化物を含む、装置。
【請求項５９】
請求項４８に記載の装置において、前記絶縁層（４０）は、シリコン酸化物を含み、前記アンカー材料（３０ａ−ｃ）はシリコンナイトライド、シリコンカーバイド、ゲルマニウム、シリコン／ゲルマニウム、又はガリウム砒素を含む、装置。
【請求項６０】
請求項４８に記載の装置において、前記絶縁層（４０）は、シリコンナイトライドを含み、前記アンカー材料（３０ａ−ｃ）はシリコン、シリコン酸化物、シリコンカーバイド、ゲルマニウム、シリコン／ゲルマニウム、又はガリウム砒素を含む、装置。
【請求項６１】
請求項４８に記載の装置において、前記アンカー材料（３０ａ−ｃ）と重なった前記固定電極（２０ａ−ｃ）の大部分は単晶シリコンである、装置。
【請求項６２】
請求項４８に記載の装置において、前記アンカー材料（３０ａ−ｃ）と重なった前記固定電極（２０ａ−ｃ）の大部分は多晶質シリコンである、装置。
【請求項６３】
請求項４８に記載の装置において、前記固定電極（２０ａ−ｃ）が形成される前記第２半導体層（４８）の一部は、（ａ）三角形状の断面を含む第１結晶部分と、（ｂ）第２結晶部分とを含む、装置。
【請求項６４】
請求項１０に記載の方法において、前記第２半導体層（４８）の少なくとも一部は、（ａ）三角形状の断面を含む第１結晶部分と、（ｂ）第２結晶部分とを含む、方法。
【請求項６５】
請求項１８に記載の方法において、前記第２半導体層（４８）の少なくとも一部は、（ａ）三角形状の断面を含む第１結晶部分と、（ｂ）第２結晶部分とを含む、方法。
【請求項６６】
請求項１９に方法において、前記アンカー材料（３０ａ−ｃ）は、閉じた底部及び開いた上部を有するカップ形状部材を含み、前記カップ形状部材は、前記開いた上部のそれぞれの縁から反対方向に延びる２つの突出部を有する、方法。
【請求項６７】
請求項６４に記載の方法において、前記第１結晶部分は多晶質シリコンである、方法。
【請求項６８】
請求項６４に記載の方法において、前記第２結晶部分は単晶シリコンである、方法。
【請求項６９】
ＭＥＭＳ装置において、
基板（１４）と、
前記基板（１４）に配置された絶縁層（４０）と、
前記絶縁層（４０）に配置された第１半導体層（４２）と、
前記絶縁層（４０）及び前記第１半導体層（４２）の開口部に配置され且つ前記基板（１４）と接触したアンカー（３０ａ−ｃ）であって、前記絶縁層（４０）と異なる材料を含むアンカー（３０ａ−ｃ）と、
前記アンカー（３０ａ−ｃ）に配置された第２半導体層（４８）であって、前記アンカー（３０ａ−ｃ）は前記第１半導体層（４２）上の前記第２半導体層（４８）の領域に延びるものであり、
部分的に前記第２半導体層（４８）から形成された、前記アンカー（３０ａ−ｃ）によって前記基板（１４）に取り付けられた固定電極（２０ａ−ｃ）と、
少なくとも一つのベント（６６）を持つ第１封入層（５６）を含むチャンバ（５２，６０）と、
前記チャンバ（５２，６０）内に配置されており且つ前記固定電極（２０ａ−ｃ）と並置された可動電極（２２ａ−ｃ）と、
前記ベント（６６）上に又はその中に配置され、これにより前記チャンバ（５２，６０）をシールする、半導体を含む第２封入層（５８）とを備え、
前記固定電極（２０ａ−ｃ）が形成される前記第２半導体層（４８）の一部は、（ａ）三角形状の断面を含む第１結晶部分と、（ｂ）第２結晶部分とを含む、装置。
【請求項７０】
基板、この基板上に配置された絶縁層、この絶縁層に配置された第１半導体層を含む固定電極を有する機械構造を持つ電気機械装置の製造方法において、
前記第１半導体層の第１部分を除去する工程と、
前記絶縁層の第１部分を除去することによって前記基板の一部を露呈し、アンカー開口部を形成する工程と、
前記アンカー開口部にアンカー材料を付着する工程と、
第２半導体層を、前記第１半導体層上の前記第２半導体層の領域に延びる前記アンカー材料上に付着する工程と、
前記アンカー材料に付着した少なくとも前記第２半導体層から、前記アンカー材料を介して前記基板に取り付けられた固定電極を形成する工程と
を含む、方法。
【請求項７１】
基板、この基板上に配置された絶縁層、この絶縁層に配置された第１半導体層を含む固定電極を有する機械構造を持つ電気機械装置の製造方法において、
前記第１半導体層の第１部分を除去する工程と、
前記絶縁層の第１部分を除去することによって前記基板の一部を露呈し、アンカー開口部を形成する工程と、
前記アンカー開口部にアンカー材料を付着する工程と、
第２半導体層の少なくとも一部が前記アンカー材料を覆うように、前記第２半導体層を付着する工程であって、前記アンカー材料が前記第２半導体層の部分が位置している垂直方向レベルと同じ垂直方向レベルにおいて前記第１半導体層上に拡がっている工程と、
前記アンカー材料に付着した少なくとも前記第２半導体層から、前記アンカー材料を介して前記基板に取り付けられた固定電極を形成する工程と
を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気機械システム、及びマイクロ電気機械システム及びナノ電気機械システムの製造技術に関し、更に詳細には、一つの特徴において、マイクロ機械装置及びナノ電気機械装置を絶縁体上半導体（「ＳＯＩ」）基板等に固定するための製造に関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロ電気機械システム（「ＭＥＭＳ」）、例えばジャイロスコープ、共振器、及び加速度計は、機械的構成要素をマイクロ電子装置とほぼ匹敵するスケールまで小型化するためにマイクロ機械加工技術（即ちリソグラフィー及び他の精密製造技術）を使用する。
【０００３】
ＭＥＭＳは、代表的には、例えばシリコン基板から又はシリコン基板上にマイクロ機械加工技術を使用して製造された機械構造を含む。シリコン基板は絶縁層に配置される。絶縁層は、とりわけ、ＭＥＭＳ用の犠牲層として役立つ。このように、機械構造を解放するために絶縁層の大部分をエッチングし即ち除去する（例えば、米国特許第６，４５０，０２９号及び米国特許第６，２４０，７８２号を参照されたい）。このようにして、機械構造は、例えば、共振器、加速度計、ジャイロスコープ、又は他のトランスジューサー（例えば圧力センサ、歪みセンサ、触覚センサ、磁気センサ、及び／又は温度センサ）として機能してもよい。
【特許文献１】米国特許第６，４５０，０２９号
【特許文献２】米国特許第６，２４０，７８２号  従来のＭＥＭＳもまた、機械構造を絶縁  層の下に配置された基板に固定するために絶縁層を使用する。（例えば、米国特許第６，２４０，７８２号、米国特許出願第２００２／０１７７２５２号、及び米国特許出願第２００２／０１１８８５０号を参照されたい）。このようなＭＥＭＳを製造する場合、絶縁層の除去は、絶縁層が過度にエッチングされることにより機械構造を基板に固定する絶縁層の部分に悪影響が及ぼされることがないように厳密に制御される。更に、このようなＭＥＭＳは、プロセス条件が「予見可能に」変化する状態で機械構造が十分に固定されるようにする大きな許容差で製造された機械構造を固定するため、アンカーが必要以上に大きくなりがちである。
【特許文献３】米国特許第６，２４０，７８２号
【特許文献４】米国特許出願第２００２／０１７７２５２号
【特許文献５】米国特許出願第２００２／０１１８８５０号  機械構造を基板に固定するための別の技術は、露呈されたシリコン（即ち、機械構造が上側又は内側に形成されるシリコン）及びシリコンの下の絶縁層に深いトレンチを形成し即ちエッチングすることである。深いトレンチは、ウェーハの絶縁層の下にあるシリコン層と接触する。その後、機械構造の解放中に影響を比較的受け難い低応力シリコンナイトライドでトレンチを充填する（例えば、米国特許第６，５６９，７５４号を参照されたい）。
【特許文献６】米国特許第６，５６９，７５４号  深いトレンチを使用する固定技術は、厚いシリコン層及びその下の絶縁層にトレンチを形成するために製造に時間及び費用が掛かりがちである。更に、このような技術は、多くの場合、深いトレンチを低応力材料で適切に充填する上で困難があり、ピンホールによる弱化効果、例えば割れや汚染を被り易い。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
とりわけ、従来のアンカー及び固定技術の欠点の一つ、幾つか、又は全てを解決するＭＥＭＳ（例えば、ジャイロスコープ、共振器、温度センサ、及び／又は加速度計）が必要とされている。これに関し、従来技術を使用する場合に必要とされた、大きな許容差、及び非常に厳密に制御されたエッチング技術及び再充填技術又は付着技術に対する必要をなくす価格効率に優れた方法で機械構造を適切に固定する改良技術が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本明細書中、多くの発明を説明し且つ例示する。第１の特徴では、本発明は、固定電極及び可動電極がチャンバ内に設けられた機械構造を持つ電気機械の製造方法である。電気機械装置は、基板、この基板に配置された絶縁層、及びこの絶縁層に配置された第１半導体層を含む。固定電極は基板にアンカー材料を介して取り付けられている。本方法は、第１半導体層及び絶縁層の部分を除去して基板の一部を露呈し、これによってアンカー開口部を形成する工程を含む。アンカー材料をアンカー開口部に付着し、第２半導体層をアンカー材料及び第１半導体層に重ねる。本方法は、更に、第１及び第２の半導体層をエッチングし、これらの第１及び第２の半導体層から固定電極及び可動電極を形成する工程を含む。固定電極は、アンカー材料に重ねて配置された第２半導体層の少なくとも一部を含む。アンカー材料は、固定電極を基板に固定する。
【０００６】
更に、本発明のこの特徴の方法は、固定電極及び可動電極に重ねて犠牲層を付着する工程、及び第１封入層（例えば、多晶質シリコン、非晶質シリコン、シリコンカーバイド、シリコン／ゲルマニウム、ゲルマニウム、又はガリウム砒素）を犠牲層に重ねて付着する工程を含む。可動電極の下の絶縁層を除去することによって可動電極を解放できるように第１封入層にベントを形成する。アンカー材料は、可動電極の解放時に実質的に除去されない。その後、第２封入層（例えば、多晶質シリコン、多孔質多晶質シリコン、非晶質シリコン、シリコンカーバイド、シリコン／ゲルマニウム、ゲルマニウム、又はガリウム砒素）をベント上に又はベント内に付着し、ベントをシールする。第２封入層は半導体である。
【０００７】
一実施例では、絶縁層はシリコン酸化物を含み、アンカー材料はシリコンナイトライド、シリコンカーバイド、ゲルマニウム、シリコン／ゲルマニウム、又はガリウム砒素を含む。別の実施例では、絶縁層及び犠牲層は、シリコン酸化物を含み、アンカー材料は、シリコン、シリコンカーバイド、ゲルマニウム、シリコン／ゲルマニウム、又はガリウム砒素を含む。更に別の実施例では、絶縁層はシリコンナイトライドを含み、アンカー材料はシリコン、シリコン酸化物、シリコンカーバイド、ゲルマニウム、シリコン／ゲルマニウム、又はガリウム砒素を含む。
【０００８】
更に別の実施例では、本発明は、コンタクト、固定電極、及び可動電極を含む機械構造を持つ電気機械装置の製造方法である。
【０００９】
電極は、装置のチャンバ内に配置される。電気機械装置は、基板、この基板に配置された絶縁層、及びこの絶縁層に配置された第１半導体層を含む。固定電極は基板にアンカー材料を介して取り付けられる。
【００１０】
本発明のこの特徴の方法は、第１半導体層及び絶縁層の部分を除去して基板の一部を露呈し、これによってアンカー開口部を形成する工程を含む。アンカー材料をアンカー開口部に付着し、第２半導体層をアンカー材料及び第１半導体層に重ねる。本方法は、更に、第１及び第２の半導体層をエッチングし、これらの第１及び第２の半導体層から固定電極及び可動電極を形成する工程を含む。固定電極は、アンカー材料に重ねて配置された第２半導体層の少なくとも一部を含む。アンカー材料は、固定電極を基板に固定する。
【００１１】
本方法は、固定電極及び可動電極に重ねて犠牲層を付着する工程、及び第１封入層（例えば、多晶質シリコン、非晶質シリコン、シリコンカーバイド、シリコン／ゲルマニウム、ゲルマニウム、又はガリウム砒素）を犠牲層に重ねて付着する工程を含む。可動電極の下の絶縁層を除去することによって可動電極を解放できるように第１封入層にベントを形成する。アンカー材料は、可動電極の解放時に実質的に除去されない。その後、第２封入層（例えば、多晶質シリコン、多孔質多晶質シリコン、非晶質シリコン、シリコンカーバイド、シリコン／ゲルマニウム、ゲルマニウム、又はガリウム砒素）をベント上に又はベント内に付着し、ベントをシールする。第２封入層は半導体である。
【００１２】
更に、この方法は、コンタクトの少なくとも一部の周囲にトレンチを形成する（コ及びトレンチはチャンバの外側に配置される）工程、及び第１材料（例えばシリコン酸化物及び／又はシリコンナイトライド）をトレンチに付着してコンタクトを電気的に絶縁する工程を含む。一実施例では、トレンチがコンタクトを取り囲む。
【００１３】
本方法は、更に、絶縁層をトレンチの少なくとも一部に付着する工程、及びこの工程の後に行われる、高度に導電性の材料をコンタクトに及び絶縁層上に付着し、コンタクトに対する電気接続部を提供する工程を更に含んでもよい。
【００１４】
絶縁層は、シリコン酸化物を含み、アンカー材料はシリコンナイトライド、シリコンカーバイド、ゲルマニウム、シリコン／ゲルマニウム、又はガリウム砒素を含む。別の実施例では、絶縁層及び犠牲層は、シリコン酸化物を含み、アンカー材料は、シリコン、シリコンカーバイド、ゲルマニウム、シリコン／ゲルマニウム、又はガリウム砒素を含む。絶縁層はシリコンナイトライドを含んでいてもよく、アンカー材料は、シリコン、シリコン酸化物、シリコンカーバイド、ゲルマニウム、シリコン／ゲルマニウム、又はガリウム砒素を含む。
【００１５】
一実施例では、アンカー材料と重なった固定電極の大部分が単晶シリコンである。別の実施例では、アンカー材料と重なった固定電極の大部分が多晶質シリコンである。
【００１６】
別の特徴では、本発明は、基板、この基板に配置された絶縁層、及びこの絶縁層に配置された第１半導体層を含む。装置は、更に、絶縁層及び第１半導体層の開口部に配置され、基板と接触したアンカーを更に含んでいてもよい。アンカーは、絶縁層と異なる材料（例えば、シリコンナイトライド、シリコンカーバイド、ゲルマニウム、シリコン／ゲルマニウム、又はガリウム砒素）を含む。第２半導体層がアンカーに配置されていてもよく、第２半導体層から部分が形成された固定電極が基板にアンカーを介して取り付けられる。
【００１７】
本発明のこの特徴の装置は、更に、固定電極と並置された可動電極を含む。可動電極は、更に、部分が第２半導体層から形成されていてもよい。
【００１８】
一実施例では、アンカー材料と重なった固定電極の大部分が単晶シリコンである。別の実施例では、アンカー材料と重なった固定電極の大部分が多晶質シリコンである。
【００１９】
装置は、少なくとも一つのベントを持つ第１封入層（例えば、単晶シリコン、多晶質シリコン、多孔質多晶質シリコン、非晶質シリコン、シリコン／ゲルマニウム、ゲルマニウム、又はガリウム砒素、シリコンナイトライド、又はシリコンカーバイド）を含むチャンバを含んでいてもよい。可動電極はチャンバ内に配置されていてもよい。半導体（例えば単晶シリコン、多晶質シリコン、多孔質多晶質シリコン、非晶質シリコン、シリコンカーバイド、シリコン／ゲルマニウム、ゲルマニウム、又はガリウム砒素）でできた第２封入層をベント上に又はベント内に付着し、チャンバをシールする。
【００２０】
一実施例では、第１封入層は、第１の導電性の型を持つ第１領域を提供するために第１不純物でドーピングした半導体である。更に、第２封入層の半導体は、第２の導電性の型を持つ第２領域を提供するために第２不純物でドーピングしてあり、第１の導電性の型は第２の導電性の型と逆である。
【００２１】
別の特徴では、本発明は、本発明の上述の特徴と同様であるが、コンタクト及びこのコンタクトの少なくとも一部の周囲に配置されたトレンチを持ち、コンタクトを電気的に絶縁するためにトレンチ内に第１材料が付着された電気機械装置である。本発明のこの特徴のコンタクト及びトレンチは、チャンバの外側に配置される。一実施例では、トレンチはエッチストップ領域に配置される。エッチストップ領域はシリコン酸化物又はシリコンナイトライドであってもよい。
【００２２】
着目すべきことには、第１材料で取り囲まれた第２材料を含んでいてもよい。この場合、第２材料は半導体である。
【００２３】
以下の詳細な説明において添付図面を参照する。これらの図は本発明の様々な特徴を示し、適切である場合には、異なる図の同様の構造、構成要素、材料、及び／又はエレメントには同様の参照番号が付してある。特定的に示した以外の構造、材料、及び／又はエレメントの様々な組み合わせは本発明の範囲内に含まれるということは理解されよう。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本明細書中、多くの発明を記載し且つ例示する。一つの特徴では、本発明はＭＥＭＳ装置、及び機械構造を基板に固定するためのアンカーを持つＭＥＭＳ装置の製造技術に関する。本発明のアンカーは、機械構造の解放プロセスによる影響を比較的受け難い材料で形成されている。これに関し、アンカーを構成する材料に関して機械構造を固定する材料に対し、エッチ解放プロセスは選択的であり且つ優先的である。更に、本発明のアンカーは、絶縁層の除去が基板への機械構造の固定にほとんど又は全く影響しないように基板に固定される。
【００２５】
図１を参照すると、一つの例示の実施例では、ＭＥＭＳ１０は、基板１４上に配置されたマイクロ機械加工された機械構造１２を含む。基板１４は、例えばドーピングしていない半導体様材料、ガラス様材料、又は絶縁体様材料である。ＭＥＭＳ１０は、マイクロ機械加工された機械構造１２が発生した情報を演算処理し且つ分析し、及び／又はマイクロ機械加工された機械構造の作動を制御し又は監視するため、データ処理電子装置１６を更に含んでもよい。更に、ＭＥＭＳ１０は、マイクロ機械加工された機械構造１２及び／又はデータ処理電子装置１６から情報を外部装置（図示せず）、例えばコンピュータ、インジケータ／ディスプレー及び／又はセンサに提供するためのインターフェース回路１８を含んでもよい。
【００２６】
データ処理電子装置１６及び／又はインターフェース回路１８は、基板１４内又は基板上に一体化されていてもよい。これに関し、ＭＥＭＳ１０は、機械構造１２、データ処理電子装置１６、及びインターフェース回路１８を含むモノリシック構造であってもよい。データ処理電子装置１６及び／又はインターフェース回路１８は、更に、別体の別個の基板上に設けられていてもよく、この別個の基板は、組み立て後に基板１４に又は基板１４上に結合される。
【００２７】
図２を参照すると、一実施例では、マイクロ機械加工された機械構造１２は、基板１４上に、その上方に、及び／又は内部に配置された機械構造２０ａ−ｃ及び２２ａ−ｆを含む。詳細には、機械構造２０ａ−ｃは、「固定」機械部材２４の「固定」電極であってもよい。機械構造２２ａ−ｃは、「可動」機械部材２６ａの「可動」電極であってもよく、機械構造２２ｄ−ｆは、「可動」機械部材２６ｂの「可動」電極であってもよい。
【００２８】
機械構造２０ａ−ｃ及び２２ａ−ｆは、例えば、周期表のＩＶ族の材料、例えばシリコン、ゲルマニウム、炭素、及びこれらの組み合わせ、例えばシリコンゲルマニウム、又はシリコンカーバイド；及びＩＩＩ−Ｖ族化合物、例えばガリウム燐、アルミニウムガリウム燐、又は他のＩＩＩ−Ｖ族の組み合わせ；更にＩＩＩ族、ＩＶ族、Ｖ族、又はＶＩ族の材料、例えばシリコンナイトライド、シリコン酸化物、アルミニウムカーバイド、又はアルミニウム酸化物；更に金属シリサイド、ゲルマナイド、及びカーバイド、例えばニッケルシリサイド、コバルトシリサイド、タングステンカーバイド、又はプラチナゲルマニウムシリサイド；更に、ドーピングを施したもの、例えば燐、砒素、アンチモン、硼素、又はアルミニウムでドーピングしたシリコン又はゲルマニウム、炭素、又はシリコンゲルマニウム等の組み合わせ；更に単晶構造、多晶質構造、ナノ結晶質構造、又は非晶質構造を含む様々な結晶構造を持つこれらの材料；更に、結晶構造の組み合わせ、例えば単晶構造領域及び多晶質構造領域の組み合わせ（ドーピングした又はドーピングしていない）でできていてもよい。
【００２９】
特に、機械構造２０ａ−ｃ及び２２ａ−ｆは、加速度計、ジャイロスコープ、又は他のトランスジューサー（例えば、圧力センサ、歪みセンサ、触覚センサ、磁気センサ、及び／又は温度センサ）、フィルタ又は共振器の一部であってもよい。マイクロ機械加工された機械構造１２は、更に、一つ又はそれ以上の加速度計、ジャイロスコープ、圧力センサ、触覚センサ、及び温度センサを含む複数のトランスジューサー又はセンサの機械構造を含んでいてもよい。マイクロ機械加工された機械構造１２が加速度計である場合には、機械構造２０ａ−ｃ及び２２ａ−ｆは、加速度計の検出装置を含むインターディジタル電極アレイ即ち櫛状フィンガ電極アレイの一部であってもよい（例えば米国特許第６，１２２，９６４号参照）。
【００３０】
図２を参照し続けると、マイクロ機械加工された機械構造１２は、更に、基板１４上に又は基板１４内に配置されたコンタクト領域２８を含む。コンタクト領域２８は、マイクロ機械加工された機械構造１２と、データ処理電子装置１６、インターフェース回路１８、及び／又は外部装置（図示せず）との間に電路を提供してもよい。コンタクト領域２４は、例えば、シリコン（ドーピングした又はドーピングしていない）、ゲルマニウム、シリコン／ゲルマニウム、シリコンカーバイド、及びガリウム砒素、及び組み合わせ、及び／又はこれらの組み合わせでできていてもよい。
【００３１】
図３は、機械構造２０ａ−ｃ及び２２ａ−ｆを含む本発明の一実施例によるマイクロ機械加工された機械構造１２の破線ａ−ａ’に沿った断面図を示す。機械構造２０ａ−ｃは、アンカー３０ａ−ｃを介して基板１４に夫々取り付けられている。一実施例では、機械構造２０ａ−ｃの各々は、第１結晶部分（例えば多晶質部分）３２ａ−ｃ及び第２結晶部分（例えば単晶部分）３４ａ−ｃを夫々含む。
【００３２】
アンカー３０ａ−ｃは、例えば、機械構造を解放するためのプロセスによる影響を比較的受け難い一つ又はそれ以上の材料でできていてもよい。これに関し、エッチ解放プロセスは選択的であり、この場合、アンカー３０ａ−ｃを構成する材料は、機械構造２０ａ−ｃ及び２２ａ−ｆを固定する又は取り囲む材料に対してほとんど（又は全く）エッチングされない。
【００３３】
アンカー３０ａ−ｃは、ＳＯＩ基板の絶縁層の除去が、基板１４への機械構造２０ａ−ｃ及び２２ａ−ｆの固定にほとんど又は全く影響しないように基板１４に配置され、又は固定される。
【００３４】
一実施例では、アンカー３０ａ−ｃは、シリコン、シリコンナイトライド、シリコンカーバイド、及び／又はゲルマニウム、シリコン／ゲルマニウム、及びガリウム砒素（及びその組み合わせ）であってもよい。確かに、ＳＯＩ基板の絶縁材料が一般的なシリコン酸化物（例えば、ＳＯＩ基板の犠牲層はシリコンナイトライドである）以外の材料である場合には、シリコン酸化物が機械構造を解放するプロセスの影響を比較的受け難い場合には、アンカー３０ａ−ｃは、シリコン酸化物であってもよい。
【００３５】
アンカー３０ａ−ｃは、例えば、低圧（「ＬＰ」）化学蒸着（「ＣＶＤ」）プロセス（チューブ又はＥＰＩリアクターで）、プラズマ（「ＰＥ」）ＣＶＤプロセス、又は常圧（「ＡＰ」）ＣＶＤプロセスを使用して付着、形成、及び／又は成長してもよい。確かに、アンカー３０ａ−ｃを付着するための全ての付着技術は、周知であろうと後に開発されようと、本発明の範囲内にあるものと考えられる。
【００３６】
図３を参照し続けると、一実施例では、機械構造２０ａ−ｃは、多晶質部分３２ａ−ｃ及び単晶部分３４ａ−ｃを含む。機械構造２０ａ−ｃを付着し、形成し、及び／又は成長するための材料及び／又は表面、並びに技術により、下地材料の結晶構造が決まる。例えば、パラメータの所定の組を持つエピタキシャル環境では、機械構造２０ａ−ｃの単晶部分が「前進」態様で付着し、形成し、及び／又は成長し、多晶質部分３２ａ−ｃが「後退」態様で付着し、形成し、及び／又は成長する。これとは対照的に、パラメータの別の所定の組では、機械構造２０ａ−ｃの単晶部分３４ａ−ｃが「後退」態様で付着し、形成し、及び／又は成長し、多晶質部分３２ａ−ｃが「前進」態様で付着し、形成し、及び／又は成長する（図５参照）。構造及びその部分は、これらの及び他の方法で付着し、形成し、及び／又は成長してもよく、機械構造２０ａ−ｃの全ての付着技術及び結晶構造は、周知であろうと後に開発されようと、本発明の範囲内にあるものと考えられる。
【００３７】
図４のＡを参照すると、ＭＥＭＳ１０はＳＯＩ基板３６内に又はこの構造上に形成される。ＳＯＩ基板３６は、第１基板層３８（例えば半導体（シリコン等）、ガラス、又はサファイア）、絶縁層４０、及び第１半導体層４２を含む。一実施例では、ＳＯＩ基板３６はＳＩＭＯＸウェーハである。ＳＯＩ基板３６がＳＩＭＯＸウェーハである場合には、このようなウェーハは、米国特許第５，０５３，６２７号、米国特許第５，０８０，７３０号、米国特許第５，１９６，３５５号、米国特許第５，２８８，６５０号、米国特許第６，２４８，６４２号、米国特許第６，４１７，０７８号、米国特許第６，４２３，９７５号、米国特許第６，４３３，３４２号、米国特許出願公開第２００２／００８１８２４号、及び米国特許出願公開第２００２／０１２３２１１号に開示された、言及された、参照された技術を含む周知の技術を使用して製造されていてもよい。これらの特許に触れたことにより、これらの特許に開示された内容は本明細書中に含まれたものとする。
【００３８】
別の実施例では、ＳＯＩ基板３６は、比較的薄い第１半導体層４２を持つ従来のＳＯＩウェーハであってもよい。これに関し、比較的薄い第１半導体層４２を持つＳＯＩ基板３６は、バルクシリコンウェーハを使用して製造されていてもよく、これに酸素をインプラントし、酸素によって酸化することによって単晶ウェーハ表面の下に比較的薄いＳｉＯ２を形成する。この実施例では、第１半導体層４２（即ち単晶シリコン）を厚さが約３５０ｎｍの絶縁層４０（即ち二酸化シリコン）に付着する。絶縁層４０は、厚さが約１９０ｎｍの第１基板層３８（即ち単晶シリコン）に付着している。
【００３９】
着目すべきことには、ＳＯＩ基板３６を提供するための又は製造するための全ての技術は、周知であろうと後に開発されようと、本発明の範囲内にあるものと考えられる。
【００４０】
図４のＢ及びＣを参照し、本発明によるマイクロ機械加工された機械構造１２の例示の製造方法は、周知のリソグラフ技術及びエッチング技術を使用して絶縁層４０及び半導体層４２にアンカー開口部４４ａ−ｃ及びコンタクト開口部４６を形成することで開始されてもよい。この方法では、第１半導体層４２の選択された部分を露呈し、この半導体層との接触を容易にする。その後、周知の付着技術及びリソグラフ技術を使用してアンカー開口部４４ａ−ｃにアンカー３０ａ−ｃを形成する。上述のように、アンカー３０ａ−ｃは、例えば、機械構造解放プロセスによる影響を比較的受け難い一つ又はそれ以上の材料で形成されていてもよい。これに関し、材料はエッチ解放プロセスに対して選択的である。従って、アンカー３０ａ−ｃは、これらのアンカー３０ａ−ｃの近くの絶縁層４０の部分が（機械構造２０ａ−ｃ及び２２ａ−ｆの解放プロセス中に）除去されるように基板に付着され又は固定される。
【００４１】
図４のＤを参照すると、アンカー３０ａ−ｃ、絶縁層４０、及び第１基板層３８の任意の露呈部分（例えば、図４のＣのコンタクト開口部４６を参照されたい）に、能動層４８を付着し、形成し、及び／又は成長する。機械構造２０ａ−ｃ及び２２ａ−ｆは能動層４８から形成される。能動層４８の付着、形成、及び／又は成長は、周知の技術を使用して、及び機械構造２０ａ−ｃ及び２２ａ−ｆに関して上文中に説明した材料（例えば、シリコン、ゲルマニウム、シリコン−ゲルマニウム、又はガリウム砒素等の半導体）を用いて行われる。この実施例では、能動層４８の単晶部分３４の形成及び／又は成長は「前進」態様で行われ、多晶質部分３２ａ−ｃの形成及び／又は成長は「後退」態様で行われる。
【００４２】
その後、図４のＥを参照すると、機械構造２０ａ−ｃ及び２２ａ−ｆ、及びコンタクト領域２８を周知のリソグラフ技術及びエッチング技術を使用して形成してもよい。これに関し、トレンチ５０ａ−ｇを能動層４８に形成する。一実施例では、絶縁層４０は、トレンチ５０ａ−ｇの形成中、エッチストップとして作用し即ち機能する。着目すべきことには、トレンチ５０ａ−ｇを形成するための全ての技術は、周知であろうと後に開発されようと、本発明の範囲内にあるものと考えられる。
【００４３】
トレンチ５０ａ−ｇは、機械構造２０ａ−ｃ及び２２ａ−ｆの特徴を決定することに加え、更に、絶縁層４０の少なくとも選択された部分をエッチング及び／又は除去できるようにする。図４のＦを参照すると、周知のエッチング技術及び材料を使用して絶縁層４０をエッチングし即ち除去し、機械構造２０ａ−ｃ及び２２ａ−ｆを解放する。例えば、一実施例では、絶縁層４０が二酸化シリコンで形成されている場合には、選択された部分を、湿式エッチング技術及び緩衝ＨＦ混合物（即ち緩衝酸化エッチング）又は蒸気ＨＦを使用する周知の蒸気エッチング技術を使用して除去／エッチングしてもよい。機械構造２０ａ−ｃを適当に設計し、ＨＦエッチングプロセスのパラメータを制御することにより、機械構造２０ａ−ｃ及び２２ａ−ｆを解放し且つＭＥＭＳ１０を適正に作動できるのに十分に絶縁層４０を除去し即ちエッチングできる。
【００４４】
別の実施例では、絶縁層４０がシリコンナイトライドでできている場合、選択された部分を燐酸を使用して除去／エッチングしてもよい。この場合も、機械構造２０ａ−ｃを適当に設計し、湿式エッチングプロセスのパラメータを制御することにより、絶縁層４０を十分にエッチングでき、機械構造２０ａ−ｃ及び２２ａ−ｆを解放する。
【００４５】
（１）絶縁層４０に適した多くの材料があり（例えば、二酸化シリコン、シリコンナイトライド、ドーピングした又はドーピングしていないガラス様材料、例えばホスホシリケート、（「ＰＳＧ」）、ボロホスホシリケート（「ＢＰＳＧ」）、スピンオンガラス（「ＳＯＧ」））、（２）多くの適当な／関連したエッチング剤があり（例えば、緩衝酸化エッチ、燐酸、及び例えばＮａＯＨ及びＫＯＨ等のアルカリ水酸化物）、及び（３）絶縁層４０をなくし、除去し、及び／又はエッチングするための多くの適当なエッチング技術又は除去技術がある（例えば、湿式エッチング、プラズマエッチング、蒸気エッチング、又は乾燥エッチング）。従って、除去及び／又はエッチングを行うための全ての材料、エッチング剤、及びエッチング技術、及びその組み合わせは、周知であろうと後に開発されようと、本発明の範囲内にあるものと考えられる。
【００４６】
上述のように、アンカー３０ａ−ｃは、絶縁層４０を除去することによる影響を比較的受けないままである。これに関し、エッチングプロセス又は除去プロセスは絶縁層４０に対して選択的である。絶縁層４０の除去又はエッチング中にアンカー３０ａ−ｃがエッチングされる場合には、大きなエッチング選択比（例えば、１０：１、２５：１、又は５０：１以上、及び好ましくは１００：１以上）を提供する材料を選択すること、及び／又はアンカー３０ａ−ｃが実質的に影響を受けないようにエッチング時間を適当に選択することのが有利である。このようにして、アンカー３０ａ−ｃは、機械構造２０ａ−ｃの固定必要条件を提供してもよい。
【００４７】
ＭＥＭＳ１０は、従来の封入技術及び構造を使用してチャンバ５２内にシールされていてもよい。図４のＦを参照し続けると、一実施例では、ＭＥＭＳ１０は、例えば基板１４に結合されたキャップ５２（半導体又はガラス様基板）を使用して封入される。他のパッキング技術（例えばＴＯＸ８「缶」）を使用してもよい。確かに、全ての封入技術は、周知であろうと後に開発されようと、本発明の範囲内にあるものと考えられる。
【００４８】
例えば、２００３年６月４日に出願され且つ譲渡された「マイクロ電気機械システム及びその封入及び製造方法」という表題の米国非仮特許出願第１０／４５４，８６７号（以下、「マイクロ電気機械システム及びその封入方法特許出願」と呼ぶ）に記載されており且つ例示された封入技術及び絶縁技術を、本願に説明し且つ例示するアンカー及び固定技術と関連して使用できる。簡潔化を図るため、マイクロ電気機械システム及びその封入方法特許出願に記載されており且つ例示され、本願に説明し且つ例示する発明と関連して実施される発明を繰り返すことはしないが、簡単に述べる。しかしながら、全ての発明の特徴、属性、変更、材料、技術、及び利点を含む、マイクロ電気機械システム及びその封入方法特許出願の全ての内容は本明細書中に含まれたものとする。
【００４９】
図６を参照して簡単に説明すると、マイクロ機械加工された機械構造１２は、上文中に説明したように固定された機械構造２０ａ−ｃ、機械構造２２ａ−ｆ、及びコンタクト領域２８を含む。更に、第１及び第２の封入層５６及び５８は、夫々、マイクロ電気機械システム及び封入方法特許出願に記載された任意の技術、材料、又は実施例を使用してチャンバ６０をシールしてもよい。更に、コンタクトビア６２がコンタクト２８に対する電気的アクセスを提供する。
【００５０】
詳細には、図７のＡ及びＢを参照すると、マイクロ電気機械システム及び封入方法特許出願の封入技術を使用した、マイクロ機械加工された機械構造１２を製造する例示の製造技術は、上文中に説明した方法で固定された機械構造２０ａ−ｃ、機械構造２２ａ−ｆ、及びコンタクト領域２８を含む部分的に形成した装置で開始してもよい（図７のＡ参照）。その後、犠牲層６４を付着し且つパターン化し、コンタクト領域２８への電気的接続を容易にするためにコンタクト領域の一部を露呈してもよい（図７のＢ参照）。
【００５１】
図７のＣを参照すると、犠牲層６４の付着後、第１封入層５６の付着、形成、及び／又は成長を行う。第１封入層５６は、例えば、シリコンをベースとした材料（例えば、ドーピングした又はドーピングしていない、シリコン／ゲルマニウム、シリコンカーバイド、単晶シリコン、多晶質シリコン、又は非晶質シリコン）、ゲルマニウム、及びガリウム砒素（及びその組み合わせ）であってもよく、例えばエピタキシャル、スパッタリング、又はＣＶＤに基づいたリアクター（例えばＡＰＣＶＤ、ＬＰＣＶＤ、又はＰＥＣＶＤ）を使用して付着及び／又は形成される。付着、形成、及び／又は成長は、形態一致プロセスによって行われてもよいし、非形態一致プロセスによって行われてもよい。
【００５２】
図７のＤ及びＥを参照すると、第１封入層５６にエッチングを施し（図７のＤ参照）、絶縁層４０及び犠牲層６４の少なくとも選択された部分のエッチング及び／又は除去を可能にするベント６６を形成する（図７のＤ参照）。この場合も、機械構造２０ａ−ｃ及び２２ａ−ｆ、絶縁層４０、及び犠牲層６４を適切に設計しエッチングプロセスのパターンを制御することにより、絶縁層４０及び犠牲層６４を、機械構造２０ａ−ｃ及び２２ａ−ｆを解放するのに十分にエッチングでき、ＭＥＭＳ１０を適正に作動できる（図７のＥ参照）。
【００５３】
機械エレメント２０ａ−ｃ及び２２ａ−ｆを解放した後、第２封入層５８の付着、形成、及び／又は成長を行なってもよい（図７のＦ参照）。第２封入層５８は、例えば、シリコンをベースとした材料（例えば、単晶シリコン、多晶質シリコン、シリコン−ゲルマニウム、及び／又はその組み合わせ）であってもよく、これは、例えばエピタキシャル、スパッタリング、又はＣＶＤに基づいたリアクター（例えばＡＰＣＶＤ、ＬＰＣＶＤ、又はＰＥＣＶＤ）を使用して付着及び／又は形成される。付着、形成、及び／又は成長は、形態一致プロセスによって行われてもよいし、非形態一致プロセスによって行われてもよい。材料は、第１封入層５６と同じであってもよいし異なっていてもよい。しかしながら、チャンバ６０の「シール」を高めるため、第１及び第２の封入層５６及び５８で同じ材料を使用するのが有利である。
【００５４】
マイクロ電気機械システム及び封入方法特許出願に詳細に論じられているように、特定の実施例では、第２封入層５８は、第１封入層５６の不純物に対して逆の導電性を持つ不純物でドーピングしてあってもよい。このようにして、シーリングプロセス又は封入プロセスの完了時にコンタクトビア６２を取り囲むジャンクションが形成される。このジャンクションは、コンタクトビア６２（及びコンタクト領域２８）を例えばフィールド領域等の導電性領域から「絶縁」する。
【００５５】
更に、実施例の他の組では、例えば研磨技術（例えばＣＭＰ）を使用して第２封入層５８を実質的に平らにするのが有利である。平坦化プロセスにより、第２封入層５８の一部を除去し、「平滑な」表面層及び／又は（実質的に）平らな表面を形成する。確かに、平坦化プロセスは、逆にドーピングした半導体層５８のリングによってコンタクトビア６０を電気的に絶縁するように第２封入層５８の十分な部分を除去できる（図７のＧ参照）。この露呈された平らな表面は、更に、良好に形成されたベースを提供し、このベース上に集積回路（平らな、ＣＭＯＳトランジスタ）及び／又はマイクロ機械加工された機械構造１２を、周知の製造技術及び機器を使用して形成できる
別の実施例では、トレンチ技術を使用してコンタクトビア６２を電気的に「絶縁」する。例えば、２００３年６月４日に出願され且つ譲渡された「トレンチ絶縁コンタクトを持つマイクロ電気機械システム及びその製造方法」という表題の米国非仮特許出願第１０／４５５，５５５号（以下、「トレンチ絶縁コンタクトを持つマイクロ電気機械システム特許出願」と呼ぶ）に記載されており且つ例示された封入技術及び絶縁技術を、本願に説明し且つ例示するアンカー及び固定技術と関連して使用できる。簡潔化を図るため、トレンチ絶縁コンタクトを持つマイクロ電気機械システム特許出願に記載されており且つ例示され、本願に説明し且つ例示する発明と関連して実施される発明を繰り返すことはしないが、簡単に述べる。しかしながら、全ての発明の特徴、属性、変更、材料、技術、及び利点を含む、トレンチ絶縁コンタクトを持つマイクロ電気機械システム特許出願の全ての内容は本明細書中に含まれたものとする。
【００５６】
簡単に述べると、図８を参照すると、マイクロ機械加工された機械構造１２は、上文中に説明した方法で固定された機械構造２０ａ−ｃ、機械構造２２ａ−ｆ、及びコンタクト領域２８を含む。第１及び第２の封入層５６及び５８の夫々は、マイクロ電気機械システム及び封入方法特許出願及び／又はトレンチ絶縁コンタクトを持つマイクロ電気機械システム特許出願に記載された技術、材料、又は実施例のうちの任意のものを使用してチャンバ６０をシールしてもよい。更に、マイクロ機械加工された機械構造１２は、誘電体絶縁領域６８ａ及び６８ｂを含み、これらの領域がコンタクト領域２８（及びコンタクトビア６２）を、周囲の又は近接した導電性領域から電気的に絶縁する。
【００５７】
詳細には、図９のＡ、Ｂ、及びＣを参照すると、トレンチ絶縁コンタクトを持つマイクロ電気機械システム特許出願の封入技術及び絶縁技術を使用したマイクロ機械加工された機械構造１２の例示の製造方法を、上文中に説明した方法で固定された機械構造２０ａ−ｃ、機械構造２２ａ−ｆ、及びコンタクト領域２８を含む部分的に形成された装置で開始する。マイクロ機械加工された機械構造１２は、例えば上文中に説明した技術と実質的に同じ技術を使用して解放され、シールされる（図９のＡ参照）。その後、エッチングによってトレンチ７０ａ及び７０ｂを形成してもよく（図９のＢ参照）、トレンチ７０ａ及び７０ｂに絶縁体７４を付着して誘電体絶縁領域６８ａ及び６８ｂの夫々を形成してもよい（図９のＣ参照）。
【００５８】
コンタクト２８及び／又はコンタクトビア６２が犠牲層６４の部分によって部分的に、実質的に、又は完全に包囲されたままであるように犠牲層６４を部分的にエッチングし即ち除去するのが有利である。例えば、図９のＡ及びＢを参照すると、機械構造２０ａ−ｃ及び２２ａ−ｆが解放されるとき、犠牲層６４の一部７２（即ち並置された電気コンタクト領域２８）は、犠牲層６４のエッチング即ち除去後に残ったままである。犠牲層６４のこの部分は、トレンチ７０ａ及び７０ｂの形成中にエッチストップとして機能する。こうした状況では、第２犠牲層６４の残った部分がトレンチ７０ａ及び７０ｂの形成中にエッチストップとして機能できるように、トレンチ７０ａ及び７０ｂを形成するプロセスに合った材料を犠牲層６４で使用するのが有利である。それにも拘わらず、この犠牲層６４は、例えば二酸化シリコン、シリコンナイトライド、及びドーピングした又はドーピングしていないガラス様材料、及びＳＯＧであってもよい。
【００５９】
別の実施例では、犠牲層６４を形成する僅かな量の材料（又は犠牲層６４はほとんど又は全く無い）が犠牲層６４のエッチング後に残る。このように、犠牲層６４の材料は、続いて行われる加工とほとんど関連なしに選択できる。更に、この場合、トレンチ７０ａ及び７０ｂのエッチングは、例えば、誘電体絶縁領域６８ａ及び６８ｂが適当な電気絶縁を提供するように調時される。
【００６０】
絶縁材料７４は、例えば、二酸化シリコン、シリコンナイトライド、ＢＰＳＧ、ＰＳＧ、又はＳＯＧ、又はこれらの組み合わせであってもよい。シリコンナイトライドを使用するのが有利である。これは、シリコンナイトライドが、シリコン酸化物よりも遙かに形態と一致して付着させることができるためである。更に、シリコンナイトライドは、ＭＥＭＳ１０がＣＭＯＳ集積回路を含む場合にＣＭＯＳプロセスと適合性である。
【００６１】
図１０のＡ乃至Ｄを参照すると、誘電体絶縁領域６８ａ及び６８ｂは、絶縁領域６８ａ及び６８ｂの形成を容易にするため、僅かなテーパが付けてあってもよい（図１０のＡ参照）。更に、誘電体絶縁領域６８ａ及び６８ｂは、複数の材料を含んでいてもよく、これらの材料には、第１材料６８ａａ（例えば二酸化シリコン、シリコンナイトライド、ＢＰＳＧ、ＰＳＧ、又はＳＯＧ）及び第２材料６８ｂｂ（例えば多晶質シリコン等のシリコンをベースとした材料）が含まれる。このようにして、絶縁材料６８ａａによって電気絶縁が提供され、これと同時に限られた量の誘電体がマイクロ機械加工された機械構造１２の表面に露呈される（図１０のＡ乃至Ｄ参照）。
【００６２】
着目すべきことには、誘電体絶縁領域６８ａ及び６８ｂの形成後、マイクロ機械加工された機械構造１２を実質的に平らにし、「平滑」な表面層及び／又は（実質的に）平らな表面を提供するのが有利である。このようにして、マイクロ機械加工された機械構造１２の露呈された平らな表面は良好に形成されたベースであってもよく、その上に集積回路（例えばＣＭＯＳトランジスタ）及び／又はマイクロ機械加工された機械構造１２が周知の製造技術及び機器を使用して製造される。
【００６３】
別の実施例では、犠牲層６４のエッチング又は除去によって機械構造２０ａ−ｃ及び２２ａ−ｆを解放する前に犠牲層６４の部分７２ａ及び７２ｂを画成する。図１１のＡ乃至Ｄを参照すると、追加の開口部８０ａ及び８０ｂを犠牲層６４に形成し即ちパターンを形成（図１１のＡ参照）し、エッチストップ部分８２ａ及び８２ｂを付着し形成する領域を提供する（図１１のＢ参照）。エッチストップ部分８２ａ及び８２ｂは、アンカー３０ａ−ｃと同じ材料であってもよい。このようにして、機械構造２０ａ−ｃ及び２２ａ−ｆの解放プロセス中に犠牲層６４の部分７２ａ及び７２ｂが比較的無傷で残る。機械構造２０ａ−ｃ及び２２ａ−ｆを解放し、第１及び第２の封入層５６及び５８を付着、形成、及び／又は成長した後（図１１のＣ参照）トレンチ７０ａ及び７０ｂを形成し即ちエッチングし、その後、誘電体絶縁領域６８ａ及び６８ｂを形成するように上文中に説明したように充填する（図１１のＤ参照）。
【００６４】
着目すべきことには、図１１のＡ乃至Ｄ（及び図１１のＥ及びＦ）に示す誘電体絶縁領域６８ａ及び６８ｂの製造技術は、アンカー３０ａ−ｃを含まないＭＥＭＳ１０で実施されてもよい。確かに、図１１のＡ乃至Ｄ（及び図１１のＥ及びＦ）の実施例は、トレンチ絶縁コンタクトを持つマイクロ電気機械システム特許出願に記載されており且つ例示された任意の実施例を含む、任意の固定技術又は構造を使用して実施されてもよい。簡潔化を図る目的で、それらの実施例及びその組み合わせを繰り返さないが、このことに触れたことにより、その開示された内容は本明細書中に含まれたものとする。
【００６５】
別の実施例では、誘電体絶縁領域６８ａ及び６８ｂは、ＭＥＭＳ１０の集積回路製造の「バックエンド」を行っているときに形成してもよく、又は完成してもよい。これに関し、図９のＣ及びＤ、図１１のＥ及びＦを参照すると、絶縁層７４の付着中、形成中、及び／又は成長中、トレンチ７０ａ及び７０ｂをエッチングし且つ充填し、誘電体絶縁領域６８ａ及び６８ｂを形成してもよい。その後、コンタクトプラグ６２を介したコンタクト領域２８に容易に電気的に接続するため、接触開口部７６をエッチングしてもよい（図９のＣ及び図１１のＥ参照）。次いで、コンタクト２８への適当な電気的接続を提供するため、導電層７８を付着してもよい（図９のＤ及び図１１のＦ参照）。
【００６６】
着目すべきことには、図９のＣ及びＤ、図１１のＥ及びＦの実施例では、誘電体絶縁領域６８ａ及び６８ｂに関するプロセスをＭＥＭＳ１０の集積回路製造の「バックエンド」の絶縁−コンタクト形成構造と「組み合わせ」てもよい。
【００６７】
かくして、一組の実施例では、モノリシック構造は、共通の基板上に又は基板内に一体化された機械構造１２及びデータ演算処理電子装置１６及び／又はインターフェース回路１８を含んでもよい。図１２のＡ乃至Ｅに関し、ＭＥＭＳ１０は、構造２０ａ−ｃ及び２２ａ−ｃ及びコンタクト領域、並びに集積回路８４がフィールド領域又は単晶構造を持つ他の半導体領域に配置されたデータ演算処理電子装置１６を持つマイクロ機械加工された機械構造１２を含む。集積回路８４は、トレンチ５０ａ−ｇの形成前に従来の技術を使用して製造できる（例えば、図４のＥ参照）。上述のように、機械構造２０ａ−ｃ及び２２ａ−ｃ（及びコンタクト２４）は、主として、例えば単晶材料（図１２のＡ、Ｃ、Ｄ、及びＥ）又は多晶質材料（図１２のＢ）から形成されていてもよい。
【００６８】
図１３のＡを参照すると、集積回路８４が導電層７８を介してコンタクト２８に直接アクセスできる。詳細には、一実施例では、集積回路８４が形成されたフィールド領域とコンタクト２８との間のトレンチ８６に絶縁体が付着されていてもよい。その後、抵抗が低い電路、例えば導電層７８を付着し及びパターン化し、接続を行う。
【００６９】
例えばマイクロ電気機械システム及び封入方法特許出願及び／又はトレンチ絶縁コンタクトを持つマイクロ電気機械システム特許出願に記載され且つ例示された技術を使用して機械構造１２を画成した後、集積回路５４を従来の技術を使用して形成してもよいということに着目されたい。これに関し、アンカー３０ａ−ｃを持つ機械構造１２を製造し、封入した後、従来の技術を使用して集積回路８４を製造し、導電層７８によってコンタクト領域２８に相互接続してもよい。詳細には、マイクロ電気機械システム及び封入方法特許出願（例えばその図１２のＡ−Ｃ）及び／又はトレンチ絶縁コンタクトを持つマイクロ電気機械システム特許出願（例えば図１４のＡ−Ｅ）に記載され且つ例示されているように、集積回路８４は良好な電気接続を提供する低抵抗電路（即ち導電層７８）を介してコンタクト領域に直接アクセスする。絶縁層７４を付着し、形成し、及び／又は成長し、パターン化した後、導電層７８（例えば、強くドーピングしたポリシリコン又はアルミニウム、クロム、金、銀、モリブデン、プラチナ、パラジウム、タングステン、チタニウム、及び／又は銅）を形成する。
【００７０】
着目すべきことには、上述のように、マイクロ電気機械システム及び封入方法特許出願及び／又はトレンチ絶縁コンタクトを持つマイクロ電気機械システム特許出願に記載され且つ例示された全ての実施例は、本願に説明され且つ例示された基板固定技術を使用して製造されてもよい。簡潔化を図るため、それらの組み合わせを繰り返さないが、このことに触れたことにより、その開示された内容は本明細書中に含まれたものとする。
【００７１】
本明細書中、多くの発明を説明し且つ例示した。本発明の特定の実施例、特徴、材料、形体、属性、及び利点を説明し且つ例示したが、本発明の多くの他の並びに異なる及び／又は同様の実施例、特徴、材料、形体、属性、構造、及び利点が、説明、図面及び特許請求の範囲から明らかである。このように、本明細書中に説明し且つ例示した本発明の実施例、特徴、材料、形体、属性、構造、及び利点は網羅的ではなく、本発明の他の同様の並びに異なる実施例、特徴、材料、形体、属性、構造、及び利点が本発明の範疇に含まれるということは理解されるべきである。
【００７２】
例えば、図５を参照すると、機械構造２０ａ−ｃは、実質的に多晶質構造でできていてもよい。上述のように、機械構造２０ａ−ｃの単晶部分３４ａ−ｃを「後退」態様で付着し形成し及び／又は成長する所定のパラメータの組を使用して能動層４８を付着し形成し及び／又は成長してもよい。このように、多晶質部分３２ａ−ｃは、「前進」態様で付着し形成し及び／又は成長する。かくして、この実施例では、機械構造２０ａ−ｃは実質的に多晶質であり、例えば多晶質シリコンである。
【００７３】
チャンバ５２及び６０内の環境（例えばガス又はガス蒸気圧力）が機械構造２０ａ−ｃ及び２２ａ−Ｆの機械的減衰を或る程度決定する。これに関し、チャンバ５２及び６０は、これらのチャンバ５２及び６０内に「捕捉」、「密封」、及び／又は収容された流体を含んでいてもよい。チャンバ５２及び６０内の流体の状態（例えば圧力）は、従来技術を使用して、及び／又は２００３年３月２０日に出願され且つ譲渡された「制御された雰囲気を持つ電気機械システム及びその製造方法」という表題の米国非仮特許出願第１０／３９２，５２８号（以下、「制御された雰囲気を持つ電気機械システム特許出願」と呼ぶ）に記載されており且つ例示された技術を使用して決定されてもよい。簡潔化を図るため、制御された雰囲気を持つ電気機械システム特許出願に記載されており且つ例示された全ての発明は、ここでは繰り返さない。しかしながら、例えば全ての発明の特徴、属性、変更、材料、技術、及び利点を含む、制御された雰囲気を持つ電気機械システム特許出願の全ての内容は本明細書中に含まれたものとする。
【００７４】
更に、上述のように、本明細書中に説明したアンカー及び固定技術は、マイクロ電気機械システム及び封入方法特許出願（例えば、図１１Ａのマイクロ機械加工された機械構造１２ｂ；図１１のＢ及びＣの機械構造１２；及び図１１のＤの機械構造２０ａ及び２０ｂ、コンタクト領域２４ａ及び２４ｂ、及び剥き出しのコンタクト２４’及び２４’’を参照されたい）及び／又はトレンチ絶縁コンタクトを持つマイクロ電気機械システム特許出願（例えば、図１３のＡのマイクロ機械加工された機械構造１２ｂ；図１３のＢ及びＣの機械構造１２；及び図１３のＤの機械構造２０ａ及び２０ｂ、コンタクト領域２４ａ及び２４ｂ、及び剥き出しのコンタクト２４’及び２４’’を参照されたい）に例示されているように、垂直方向及び／又は横方向に重ねられた又は相互連結された多数の層をそれ自体が備えた一つ又はそれ以上のトランスジューサー又はセンサを持つ機械構造１２と関連して実施してもよい。従って、本明細書中に例示し且つ説明した固定実施例のうちの任意の実施例及び全ての実施例は、垂直方向及び／又は横方向に重ねられた又は相互連結された機械構造、コンタクト領域、及び剥き出しのコンタクトの多数の層を含むマイクロ電気機械システム及び封入方法特許出願及び／又はトレンチ絶縁コンタクトを持つマイクロ電気機械システム特許出願で実施されてもよい（例えば、マイクロ電気機械システム及び封入方法特許出願の図１１のＢ、Ｃ、及びＤのマイクロ機械加工された機械構造１２、及びトレンチ絶縁コンタクトを持つマイクロ電気機械システム特許出願の図１３のＢ、Ｃ、及びＤのマイクロ機械加工された機械構造１２を参照されたい）。この状況では、機械構造は、機械構造が、垂直方向及び／又は横方向に積み重ねた及び／又は相互連結された多数の層を提供する一つ又はそれ以上の加工工程を含む、本願に記載された固定技術を使用して製造されてもよい（例えば、図１４のＡの固定電極２０ａを参照されたい）。
【００７５】
更に、本明細書中に説明したアンカー及び固定技術は、コンタクトのうちの任意のコンタクトを構造又は基板（例えば基板３８）に固定及び／又は取り付けるために実施できる。かくして、任意のコンタクト又は全てのコンタクトは、レベルに拘わらず（例えば図１４のＢのコンタクト２４）、本明細書中に説明したアンカー及び固定技術を使用して固定されていてもよい。
【００７６】
特許請求の範囲中の「付着」という用語又は他の形態（即ち付着、及び付着した等）は、とりわけ、例えばリアクター（例えばエピタキシャル、スパッタリング、又はＣＶＤに基づいたリアクター（例えばＡＰＣＶＤ、ＬＰＣＶＤ、又はＰＥＣＶＤ））を使用した、材料の層の付着、形成、及び／又は制御を意味する。
【００７７】
更に、特許請求の範囲において、「コンタクト」という用語は、一部又は全体がチャンバの外側に配置された導電性領域、例えばコンタクト領域及び／又はコンタクトビアを意味する。
【００７８】
最後に、マイクロ機械構造又はエレメントを含むマイクロ電気機械システムに関して本発明を説明したけれども、本発明はこれに限定されないということに着目すべきである。というよりはむしろ、ここに説明した発明は、例えばナノ電気機械システムを含む他の電気機械システムに適用できる。かくして、本発明は、機械的構成要素を全体にマイクロ電子装置に匹敵するスケールまで小型化するリソグラフ及び他の精密製造技術等の製造技術に従って形成された電気機械システム、例えばジャイロスコープ、共振器、温度センサ、及び／又は加速度計に関する。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】基板に配置されたマイクロ電気機械システムの、インターフェース回路及びデータ処理電子装置と関連したブロックダイヤグラムである。
【図２】マイクロ機械構造の一部、例えば「可動」電極及び「固定」電極を持つ、加速度計のインターディジタル電極アレイ即ち櫛状フィンガ電極アレイの一部の、コンタクト領域と関連した平面図である。
【図３】本発明の特定の特徴による、図２のインターディジタル電極アレイ即ち櫛状フィンガ電極アレイの部分の（図２に破線で示すａ−ａ線に沿った）断面図である。
【図４Ａ】本発明の特定の特徴による、図３のマイクロ構造の製造のプロセスの様々な工程での断面図である。
【図４Ｂ】本発明の特定の特徴による、図３のマイクロ構造の製造のプロセスの様々な工程での断面図である。
【図４Ｃ】本発明の特定の特徴による、図３のマイクロ構造の製造のプロセスの様々な工程での断面図である。
【図４Ｄ】本発明の特定の特徴による、図３のマイクロ構造の製造のプロセスの様々な工程での断面図である。
【図４Ｅ】本発明の特定の特徴による、図３のマイクロ構造の製造のプロセスの様々な工程での断面図である。
【図４Ｆ】本発明の特定の特徴による、図３のマイクロ構造の製造のプロセスの様々な工程での断面図である。
【図５】単晶構造対多晶質構造の非形態一致付着、成長、及び／又は形成技術を使用した図３のマイクロ構造の断面図である。
【図６】本発明の特定の特徴による図２のインターディジタル電極アレイ即ち櫛状フィンガ電極アレイ及びコンタクト領域の部分の（図２に破線で示すａ−ａ線に沿った）断面図である。
【図７Ａ】本発明の特定の特徴による、図６のマイクロ構造の製造のプロセスの様々な段階での断面図である。
【図７Ｂ】本発明の特定の特徴による、図６のマイクロ構造の製造のプロセスの様々な段階での断面図である。
【図７Ｃ】本発明の特定の特徴による、図６のマイクロ構造の製造のプロセスの様々な段階での断面図である。
【図７Ｄ】本発明の特定の特徴による、図６のマイクロ構造の製造のプロセスの様々な段階での断面図である。
【図７Ｅ】本発明の特定の特徴による、図６のマイクロ構造の製造のプロセスの様々な段階での断面図である。
【図７Ｆ】本発明の特定の特徴による、図６のマイクロ構造の製造のプロセスの様々な段階での断面図である。
【図７Ｇ】本発明の特定の特徴による、図６のマイクロ構造の製造のプロセスの様々な段階での断面図である。
【図８】本発明の特定の特徴による図２のインターディジタル電極アレイ即ち櫛状フィンガ電極アレイ及びコンタクト領域の部分の（図２に破線で示すａ−ａ線に沿った）断面図である。
【図９Ａ】本発明の特定の特徴による、図８のマイクロ構造の製造のプロセスの様々な段階での断面図である。
【図９Ｂ】本発明の特定の特徴による、図８のマイクロ構造の製造のプロセスの様々な段階での断面図である。
【図９Ｃ】本発明の特定の特徴による、図８のマイクロ構造の製造のプロセスの様々な段階での断面図である。
【図９Ｄ】本発明の特定の特徴による、図８のマイクロ構造の製造のプロセスの様々な段階での断面図である。
【図１０Ａ】本発明の特定の特徴による絶縁トレンチの断面図及び平面図である。
【図１０Ｂ】本発明の特定の特徴による絶縁トレンチの断面図及び平面図である。
【図１０Ｃ】本発明の特定の特徴による絶縁トレンチの断面図及び平面図である。
【図１０Ｄ】本発明の特定の特徴による絶縁トレンチの断面図及び平面図である。
【図１１Ａ】本発明の特定の特徴による、トレンチ絶縁コンタクトを持つマイクロ構造の製造のプロセスの様々な段階での断面図である。
【図１１Ｂ】本発明の特定の特徴による、トレンチ絶縁コンタクトを持つマイクロ構造の製造のプロセスの様々な段階での断面図である。
【図１１Ｃ】本発明の特定の特徴による、トレンチ絶縁コンタクトを持つマイクロ構造の製造のプロセスの様々な段階での断面図である。
【図１１Ｄ】本発明の特定の特徴による、トレンチ絶縁コンタクトを持つマイクロ構造の製造のプロセスの様々な段階での断面図である。
【図１１Ｅ】本発明の特定の特徴による、トレンチ絶縁コンタクトを持つマイクロ構造の製造のプロセスの様々な段階での断面図である。
【図１１Ｆ】本発明の特定の特徴による、トレンチ絶縁コンタクトを持つマイクロ構造の製造のプロセスの様々な段階での断面図である。
【図１２Ａ】マイクロ機械加工された機械構造部分及び集積回路部分を含み、これらの両方が共通の基板に配置され又は一体化された、本発明の特定の特徴によるＭＥＭＳの断面図である。
【図１２Ｂ】マイクロ機械加工された機械構造部分及び集積回路部分を含み、これらの両方が共通の基板に配置され又は一体化された、本発明の特定の特徴によるＭＥＭＳの断面図である。
【図１２Ｃ】マイクロ機械加工された機械構造部分及び集積回路部分を含み、これらの両方が共通の基板に配置され又は一体化された、本発明の特定の特徴によるＭＥＭＳの断面図である。
【図１２Ｄ】マイクロ機械加工された機械構造部分及び集積回路部分を含み、これらの両方が共通の基板に配置され又は一体化された、本発明の特定の特徴によるＭＥＭＳの断面図である。
【図１２Ｅ】マイクロ機械加工された機械構造部分及び集積回路部分を含み、これらの両方が共通の基板に配置され又は一体化された、本発明の特定の特徴によるＭＥＭＳの断面図である。
【図１３Ａ】マイクロ機械加工された機械構造部分及び集積回路部分を含み、これらの両方が共通の基板に配置され又は一体化された、本発明の特定の特徴によるＭＥＭＳの断面図である。
【図１３Ｂ】マイクロ機械加工された機械構造部分及び集積回路部分を含み、これらの両方が共通の基板に配置され又は一体化された、本発明の特定の特徴によるＭＥＭＳの断面図である。
【図１４Ａ】本発明の特定の特徴による、ＭＥＭＳの基板上又は内にモノリシックに一体化した複数のマイクロ構造及びコンタクトを持つマイクロ機械構造の製造の断面図である。
【図１４Ｂ】本発明の特定の特徴による、ＭＥＭＳの基板上又は内にモノリシックに一体化した複数のマイクロ構造及びコンタクトを持つマイクロ機械構造の製造の断面図である。
【符号の説明】
【００８０】
１０ ＭＥＭＳ
１２ マイクロ機械加工された機械構造
１４ 基板
１６ データ処理電子装置
１８ インターフェース回路
２０ａ−ｃ 機械構造
２２ａ−ｆ 機械構造
２４ 「固定」機械部材
２６ 「可動」機械部材
２８ コンタクト領域
３０ａ−ｃ アンカー
３２ａ−ｃ 第１結晶部分
３４ａ−ｃ 第２結晶部分
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図４Ｆ】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図７Ｅ】
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【図７Ｆ】
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【図７Ｇ】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１０Ｄ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１１Ｄ】
0005748701.tif 000032
【図１１Ｅ】
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【図１１Ｆ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１２Ｄ】
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【図１２Ｅ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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